{"id":135432,"date":"2025-09-08T11:33:26","date_gmt":"2025-09-08T10:33:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=135432"},"modified":"2025-09-08T11:34:09","modified_gmt":"2025-09-08T10:34:09","slug":"fotoart-cm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2025\/09\/08\/135432","title":{"rendered":"FotoArt 5.0-CM"},"content":{"rendered":"

Autores:<\/strong> Giacomo De Crescenzo, Paula S\u00e1nchez-Morena, Alberto Fraile, Mat\u00edas Blanco y Jos\u00e9 Alem\u00e1n<\/p>\n

Resumen:<\/strong> En este estudio analiza la fotocicloadici\u00f3n [4+2] de aril-ciclobutilaminas sobre nanotubos de carbono. Para llevarla a cabo, se emplea un fotocatalizador org\u00e1nico que oxida la ciclobutilamina, generando una especie activa capaz de reaccionar con la nube \u03c0 del nanotubo. El procedimiento permite la funcionalizaci\u00f3n de nanotubos con distintas caracter\u00edsticas y muestra tolerancia frente a aminas que portan diversos grupos funcionales. Asimismo, es posible aplicar tratamientos de posfuncionalizaci\u00f3n que facilitan la obtenci\u00f3n de materiales h\u00edbridos mediante la uni\u00f3n entre los nanotubos y pol\u00edmeros org\u00e1nicos.<\/p>\n

Abstract:<\/strong> A [4+2] photocycloaddition of aryl cyclobutyl amines on carbon nanotubes is presented. An organic photocatalyst oxidizes the cyclic moiety to generate an active species that is trapped by the nanotube \u03c0-cloud. The method can functionalize nanotubes of different characteristics and is tolerant to different functional groups decorating the amine. Postfunctionalization treatments allow the synthesis of hybrid materials by bonding nanotubes and organic polymers.<\/p>\n

Se ha desarrollado una nueva metodolog\u00eda para la funcionalizaci\u00f3n fotoqu\u00edmica de nanotubos de carbono con aril-ciclobutil aminas de una manera general y respetuosa con el medio ambiente mediante la aplicaci\u00f3n de luz visible a materiales de carbono. <\/strong><\/p>\n

Los nanotubos de carbono son al\u00f3tropos del carbono compuestos de \u00e1tomos de carbono enlazados formando un cilindro de dimensiones nanom\u00e9tricas. Son resistentes, conductores y con gran \u00e1rea superficial, lo que los convierte en excelentes candidatos para el desarrollo de materiales avanzados. Para ello, se suelen funcionalizar, bien mediante el desarrollo de la qu\u00edmica superficial oxigenada o bien empleando cicloadiciones con el esqueleto insaturado. Entre estas, destacan la reacci\u00f3n de Bingel, la reacci\u00f3n de Diels-Alder, el atrapamiento de especies de benzino generadas por procesos de eliminaci\u00f3n t\u00e9rmica o la cicloadici\u00f3n dipolar 1,3 con iluros de azometino entre otras. Sin embargo, la existencia de m\u00e9todos que empleen la luz visible como vector qu\u00edmico para su modificaci\u00f3n sigue siendo muy escaso. Es por ello que el grupo de investigaci\u00f3n, bas\u00e1ndose en la reactividad t\u00e9rmica de los nanotubos de carbono anteriormente descrita, se plante\u00f3 el desarrollo de m\u00e9todos fotoqu\u00edmicos empleando especies capaces de reaccionar con mol\u00e9culas insaturadas, como por ejemplo el cati\u00f3n radical dist\u00f3nico que se obtiene al iluminar una aril-ciclobutil amina en presencia de un fotocatalizador adecuado.<\/p>\n

                Tras la s\u00edntesis de las aril-ciclobutil aminas, la optimizaci\u00f3n de la reacci\u00f3n fotoqu\u00edmica de funcionalizaci\u00f3n demostr\u00f3 que el empleo de rodamina B como fotocatalizador, o<\/em>-diclorobenceno como disolvente, bajo atm\u00f3sfera inerte y con la iluminaci\u00f3n de un LED blanco, una muestra pr\u00edstina de nanotubos de carbono de pared sencilla (SWNT) de 0.9 nm de di\u00e1metro se funcionalizaban en un 14% tras reaccionar con ciclobutil anilina. Para conocer el grado de funcionalizaci\u00f3n se caracteriz\u00f3 la muestra mediante an\u00e1lisis elemental y an\u00e1lisis termogravim\u00e9trico. Esta metodolog\u00eda se pudo extender a SWNT de 1.4 nm de di\u00e1metro y a nanotubos de carbono de pared m\u00faltiple (MWNT) de 5 nm de di\u00e1metro, los cuales se funcionalizan en un 11% y un 8%, respectivamente. El an\u00e1lisis estructural mediante espectroscop\u00eda Raman demostr\u00f3 un aumento de los defectos superficiales en la estructura de todos los nanotubos, atribuible a una funcionalizaci\u00f3n covalente. Por otro lado, la integridad de los nanotubos tras el proceso se confirm\u00f3 alta mediante t\u00e9cnicas microsc\u00f3picas, las cuales detectaros la presencia de \u00e1tomos de N uniforme distribuidos a lo largo de las agrupaciones de nanotubos. Este N solo puede deberse al N presente en la mol\u00e9cula de ciclobutil anilina, lo que confirma la funcionalizaci\u00f3n. Por \u00faltimo, se determin\u00f3, empleando espectroscop\u00eda infrarroja, que el nuevo enlace formado en todas las muestras correspond\u00eda a un motivo de tipo ciclohexano. Siendo el m\u00e9todo general en la naturaleza del nanotubo, se estudi\u00f3 el alcance de la reacci\u00f3n en cuanto a la estructura de la mol\u00e9cula a emplear. As\u00ed, observamos que aminas pobres en electrones, como aquellas que contienen un nitrilo, una sulfona o un grupo -CF3<\/sub> en su anillo arom\u00e1tico, pod\u00edan emplearse obteniendo resultados similares al sustrato modelo. Aminas ricas en electrones m\u00e1s f\u00e1ciles de oxidar, como la que est\u00e1 decorada en su anillo arom\u00e1tico con un grupo -OMe, gener\u00f3 una funcionalizaci\u00f3n comparable o superior al sustrato modelo (20% de grado de funcionalizaci\u00f3n). Por \u00faltimo, el m\u00e9todo tolera especies reactivas. Para comprobarlo, se emple\u00f3 con buenos resultados una amina que conten\u00eda en el anillo arom\u00e1tico un \u00e9ster, el cual posteriormente se hidroliz\u00f3 en un tratamiento de post-funcionalizaci\u00f3n. Este tratamiento solo afect\u00f3 al grupo reactivo, y se aprovech\u00f3 para enlazar un pol\u00edmero org\u00e1nico mediante una uni\u00f3n tipo amida. De esta manera, se pudo obtener un nanocomposite donde la uni\u00f3n entre nanotubo y pol\u00edmero result\u00f3 muy \u00edntima, afectando tanto a la estructura como a las propiedades de ambos miembros.<\/p>\n

En resumen, este trabajo demuestra el uso de la luz para la funcionalizaci\u00f3n de nanotubos de carbono usando aril-ciclobutil aminas. Es un m\u00e9todo general, que tolera nanotubos de carbono de diferentes caracter\u00edsticas as\u00ed como grupos funcionales en las aminas de variada naturaleza, uniendo la mol\u00e9cula empleada mediante un motivo de tipo ciclohexano. La herramienta desarrollada permite alcanzar grados de funcionalizaci\u00f3n de hasta el 20% y realizar tratamientos de post-funcionalizaci\u00f3n: la hidr\u00f3lisis de un \u00e9ster introducido mediante esta t\u00e9cnica permite la formaci\u00f3n de un enlace amida con un pol\u00edmero org\u00e1nico, generando un nanocomposite con propiedades a sus componentes aislados no enlazados. Creemos que esta metodolog\u00eda permitir\u00e1 abrir las puertas a tecnolog\u00edas fotoqu\u00edmicas de nanomateriales de carbono, permitiendo una interacci\u00f3n m\u00e1s fina con la luz para promover nuevos procesos qu\u00edmicos a trav\u00e9s de la fotoqu\u00edmica org\u00e1nica.<\/p>\n

Referencia bibliogr\u00e1fica:<\/strong><\/p>\n

Giacomo De Crescenzo, Paula S\u00e1nchez-Morena, Alberto Fraile, Mat\u00edas Blanco y Jos\u00e9 Alem\u00e1n. Versatile Photofunctionalization of Carbon Nanotubes via [4\u2009+\u20092] Cycloaddition: A Facile Route to Hybrid Nanomaterials. Small Sci.<\/em>, 2025<\/strong>, 2500191<\/p>\n

Contacto<\/strong><\/p>\n

Jos\u00e9 Alem\u00e1n, Director Grupo FRONCAT del Programa FotoArt-CM \u2013jose.aleman@uam.es<\/a>, www.uam.es\/jose.aleman<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autores: Giacomo De Crescenzo, Paula S\u00e1nchez-Morena, Alberto Fraile, Mat\u00edas Blanco y Jos\u00e9 Alem\u00e1n Resumen: En este estudio analiza la fotocicloadici\u00f3n [4+2] de aril-ciclobutilaminas sobre nanotubos de carbono. Para llevarla a cabo, se emplea un fotocatalizador org\u00e1nico que oxida la ciclobutilamina, generando una especie activa capaz de reaccionar con la nube \u03c0 del nanotubo. El procedimiento permite la funcionalizaci\u00f3n de nanotubos con distintas caracter\u00edsticas y muestra tolerancia frente a aminas que portan diversos grupos funcionales. Asimismo, es posible aplicar tratamientos de posfuncionalizaci\u00f3n que facilitan la obtenci\u00f3n de materiales h\u00edbridos mediante la uni\u00f3n entre los nanotubos y pol\u00edmeros org\u00e1nicos. Abstract: A [4+2]\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":135433,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135432"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=135432"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135432\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":135435,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135432\/revisions\/135435"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media\/135433"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=135432"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=135432"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=135432"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}